附件1：弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)先進(jìn)技術(shù)成果

1、附件1：弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)先進(jìn)技術(shù)成果（一）生命科學(xué)技術(shù)1. 可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人血壓的植入式傳感器無(wú)論是對(duì)醫(yī)生還是患者來(lái)說(shuō)，高血壓都是一個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)。為了更好地監(jiān)控病情和及時(shí)采取必要的救治，需要對(duì)嚴(yán)重的高血壓病人（10%的患者）的血壓進(jìn)行長(zhǎng)期不間斷的監(jiān)測(cè)。但是這個(gè)不間斷監(jiān)測(cè)過(guò)程會(huì)對(duì)病人的生活帶來(lái)諸多不便：病人必須隨時(shí)攜帶一個(gè)血壓記錄儀，并將其固定在自己的身體上。一個(gè)充氣臂式血壓計(jì)會(huì)定時(shí)通過(guò)充氣和放氣來(lái)測(cè)量血壓值，并記錄下來(lái)。尤其在夜間，測(cè)量血壓時(shí)發(fā)出的噪聲和測(cè)量部位的壓迫感極大地影響病人的睡眠。為此德國(guó)弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)（Fraunhofer-Gesellschaft，歐洲最著名的應(yīng)

2、用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)）開發(fā)了一種特殊的微型傳感器，可以植入股動(dòng)脈，在實(shí)現(xiàn)對(duì)病人血壓精確監(jiān)測(cè)的同時(shí)，保證了病人日常生活的方便。這一研究項(xiàng)目受到了德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）的資助。醫(yī)生可將弗勞恩霍夫開發(fā)的血壓傳感器植入在病人腹股溝下的股動(dòng)脈中。這種傳感器體積微小，連同封裝外殼，總直徑也不過(guò)僅僅1毫米左右，但它卻可以在一秒鐘內(nèi)對(duì)血壓至多進(jìn)行36次測(cè)量。它通過(guò)一根可以彎曲的微型線纜與同樣被植入腹股溝的皮膚下面的信號(hào)發(fā)射單元相連。發(fā)射單元先對(duì)傳感器產(chǎn)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和編碼，然后將其發(fā)送到病人隨身攜帶的一個(gè)手機(jī)大小的接收器中。除此之外，接收器還可根據(jù)需求，再將信息發(fā)送到醫(yī)院的監(jiān)測(cè)中心。由此醫(yī)生就可以在辦公

3、室中隨時(shí)觀察分析患者的血壓了。由于研究者使用了特殊的 CMOS器件，因而整個(gè)系統(tǒng)的能耗非常低。而且這個(gè)微小的植入系統(tǒng)可以通過(guò)線圈進(jìn)行無(wú)線供電。可植入壓力傳感器還有其他一些用途，比如監(jiān)測(cè)患者是否還有心臟供血不足等癥狀。弗勞恩霍夫開發(fā)的植入式微型傳感器還可用于長(zhǎng)期監(jiān)控病人腦壓和眼壓。2. 能通過(guò)體液測(cè)量血糖指數(shù)的傳感器技術(shù)對(duì)于許多糖尿病患者而言，檢測(cè)血糖是每天生活的一部分。尤其是I型糖尿病患者，由于他們的身體無(wú)法產(chǎn)生胰島素來(lái)分解血糖，所以每天必須密切關(guān)注自己的血糖指數(shù)?；颊弑仨氁惶鞌?shù)次在測(cè)試條上滴血液進(jìn)行測(cè)試，這是目前唯一能夠探測(cè)血糖指數(shù)的成熟方法。每天這一過(guò)程給患者帶來(lái)了疼痛和不便，特別對(duì)于那些

4、疼痛敏感的患者來(lái)說(shuō)，每日的數(shù)次扎針是非常痛苦的經(jīng)歷。為了解決這一問(wèn)題，德國(guó)弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)(Fraunhofer Gesellschaft, 歐洲最著名的應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)) 開發(fā)了一種微型生物傳感器來(lái)檢測(cè)血糖。這種傳感器可放置在患者體內(nèi)，使用體液（例如汗水或者淚水）連續(xù)不斷地測(cè)量血糖指數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)信息可通過(guò)無(wú)線界面?zhèn)鬟f至一個(gè)移動(dòng)接收器?；颊咭虼四軌虺掷m(xù)穩(wěn)定地觀測(cè)自身的血糖指數(shù)。由于這種生物傳感器僅0.5 x 2.0毫米大小，因此它的存在不會(huì)讓患者感到不適。這并非是首個(gè)能通過(guò)體液測(cè)量血糖的生物傳感器，但是之前的研究成果都由于過(guò)于笨重或精確度太低而無(wú)法實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。而弗勞恩霍夫開發(fā)的這項(xiàng)

5、只有兩毫米長(zhǎng)的新產(chǎn)品，利用了一種特殊的酶來(lái)促進(jìn)生物電化學(xué)反應(yīng)，使得測(cè)量結(jié)果非常精確，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的重要突破。3. 能調(diào)節(jié)濕度的食品包裝膜在保存新鮮食品如生肉和沙拉產(chǎn)品過(guò)程中，呼吸和蒸發(fā)作用往往導(dǎo)致包裝內(nèi)部的高相對(duì)濕度。這會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)水的生成以及水在產(chǎn)品內(nèi)部的再分配，繼而導(dǎo)致食品新鮮度和質(zhì)量的損失。高濕度和冷凝水的存在同時(shí)也促進(jìn)微生物（霉菌，細(xì)菌和酵母）的生長(zhǎng)。但是，如果食品包裝內(nèi)部的相對(duì)濕度過(guò)低，同樣會(huì)由于過(guò)度干燥而影響新鮮產(chǎn)品的品質(zhì)。因此，開發(fā)能調(diào)節(jié)濕度的包裝材料，對(duì)于延長(zhǎng)新鮮食品的貨架期和保持食品的質(zhì)量，具有重要的意義。德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)就此特別開發(fā)出針對(duì)新鮮食品包裝的能調(diào)節(jié)相對(duì)濕度的包裝膜

6、。該多聚體膜在成分中添加了無(wú)機(jī)鹽，通過(guò)膜性狀的改變和其他物化參數(shù)的調(diào)節(jié)，使得不同的包裝膜具有不同的保存相對(duì)濕度，適應(yīng)于不同產(chǎn)品的具體需求。這是一項(xiàng)嶄新的包裝技術(shù)。4. 德國(guó)弗勞恩霍夫生物樣本庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)弗勞恩霍夫開發(fā)的核心技術(shù)是能夠滿足現(xiàn)代生物和醫(yī)學(xué)樣本庫(kù)的一種新型的樣品儲(chǔ)藏和操作系統(tǒng)。Fraunhofer提供的這種新型“智能化”樣本存儲(chǔ)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： a) 在樣本庫(kù)的核心架構(gòu)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化的樣本管理 （全世界獨(dú)一無(wú)二的領(lǐng)先技術(shù)） b) 樣本通過(guò)電子標(biāo)識(shí)管理 （能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化樣本盤點(diǎn)，所有的樣本存取、樣本監(jiān)控能做到實(shí)時(shí)管理，樣本的相關(guān)數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)存儲(chǔ)）（全世界獨(dú)一無(wú)二的領(lǐng)先技術(shù)） c) 通

7、過(guò)多重標(biāo)識(shí)系統(tǒng)將錯(cuò)誤的概率降至最低 d) 世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)的全自動(dòng)化液氮樣本存儲(chǔ)鏈（全世界獨(dú)一無(wú)二的領(lǐng)先技術(shù)） e) 樣本庫(kù)抗災(zāi)系統(tǒng) 除此之外，該系統(tǒng)還同時(shí)運(yùn)用了高通量冷凍技術(shù)及精確降溫冷凍控制技術(shù)。為保護(hù)這些新技術(shù)在歐洲與世界其他地區(qū)的應(yīng)用，弗勞恩霍夫?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)的核心部分和樣機(jī)申請(qǐng)了超過(guò)40項(xiàng)的專利技術(shù)（包括已經(jīng)批準(zhǔn)和在申請(qǐng)的專利數(shù)目）。 5. 歐盟認(rèn)可的玻璃棉纖維肺部生物持久性測(cè)試 德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)為玻璃棉纖維（礦棉纖維）的出口企業(yè)提供纖維的肺部生物持久性（生物降解性）測(cè)試（致癌性測(cè)試）。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為大鼠，纖維注入方式為氣管滴注。檢測(cè)對(duì)象包含歐盟法規(guī)涉及的“長(zhǎng)纖維”（Long fibres

8、 fraction：長(zhǎng)度大于 20 ?m，長(zhǎng)度與直徑比大于3，半衰期要求小于40天）；以及德國(guó)法規(guī)涉及的“WHO”纖維（WHO fibre fraction：長(zhǎng)度大于 5 ?m；直徑小于3 ?m；長(zhǎng)度與直徑比大于3，要求半衰期小于等于40天）6. 應(yīng)用于組織工程的擁有血管結(jié)構(gòu)的生物基質(zhì)構(gòu)造技術(shù) 在普通組織培養(yǎng)中，細(xì)胞所需營(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸、代謝產(chǎn)物的運(yùn)輸以及氣體的交換都受擴(kuò)散作用效力范圍的限制，因此組織的長(zhǎng)期培養(yǎng)以及較復(fù)雜組織和器官（或細(xì)胞新陳代謝旺盛的組織）的培養(yǎng)難以成功。為了解決以上困難，弗勞恩霍夫界面技術(shù)和生物工程研究所(IGB)的Mertsching教授成功研發(fā)了組織培養(yǎng)的血管構(gòu)造技術(shù)。應(yīng)用的

9、血管組織來(lái)源于作了細(xì)胞降解處理的豬小腸。它的血管構(gòu)架（配合人工的導(dǎo)流和靜脈回流裝置）可用于種植成人干細(xì)胞及其它初生細(xì)胞（比如內(nèi)皮組織初生細(xì)胞）。在整個(gè)細(xì)胞組織的培養(yǎng)過(guò)程中，血管構(gòu)架可以在一個(gè)受電腦控制的生物反應(yīng)器的幫助下將新鮮的培養(yǎng)液送往培養(yǎng)組織各處，同時(shí)將代謝的廢物運(yùn)出組織。具有血管結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)組織可以高度模擬體內(nèi)環(huán)境，應(yīng)用范圍主要包括：器官測(cè)試模型（肝臟、腫瘤、腸道等）的構(gòu)造 應(yīng)用于藥物試驗(yàn)和化妝品試驗(yàn)（代替動(dòng)物試驗(yàn)）器官移植該技術(shù)特別適用于：三維組織的培養(yǎng)（血管構(gòu)造的空間支架作用）長(zhǎng)期的組織培養(yǎng)復(fù)雜組織和器官的培養(yǎng)7. 新藥毒理測(cè)試服務(wù)（歐洲GLP/GCP標(biāo)準(zhǔn)）弗勞恩霍夫毒理學(xué)和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研

10、究所（Institut Toxikologie und Experimentelle Medizin, ITEM）是歐洲最有名的毒理研究機(jī)構(gòu)之一，特別在呼吸毒理學(xué)的研究方面享有世界聲譽(yù)。ITEM期待與中國(guó)的藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)（制藥企業(yè)）在新型藥物的（包括中草藥）的安全性測(cè)試（毒理研究）方面開展合作。1. 分子水平研究（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）通過(guò)分子毒理學(xué)的研究方法可以幫助藥物研發(fā)單位（制藥企業(yè)）在藥物研發(fā)的早期階段檢測(cè)活性成分的毒性副作用： 新陳代謝研究和分子毒理學(xué)研究相應(yīng)藥物（有毒物質(zhì)）轉(zhuǎn)化酶的調(diào)控研究在原始和轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系里的藥物測(cè)試以芯片技術(shù)為基礎(chǔ)的基因表達(dá)測(cè)試對(duì)由于新陳代謝引起中毒（轉(zhuǎn)化毒）的分子機(jī)制的研

11、究分子藥物研究2. 體外測(cè)試（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）體外的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)是藥物毒理研究的重要一環(huán)，它同時(shí)也起到了部分替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的作用：細(xì)胞毒性測(cè)試進(jìn)行在原始和轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系中的藥物測(cè)試藥物新陳代謝研究體外細(xì)胞和組織的藥物測(cè)試（人源、動(dòng)物源）3. 體內(nèi)測(cè)試（歐洲標(biāo)準(zhǔn)） ITEM擁有歐洲最為先進(jìn)的動(dòng)物毒理試驗(yàn)室，可通過(guò)已建立的各種動(dòng)物模型為制藥企業(yè)承擔(dān)動(dòng)物試驗(yàn)：藥物毒理學(xué)和藥物動(dòng)力學(xué)研究（嚙齒類和非嚙齒類動(dòng)物）藥物在組織（器官）中吸收、分配、轉(zhuǎn)化和排泄的研究亞長(zhǎng)期和長(zhǎng)期的藥物毒性研究藥物的致癌性、致畸性、致突變性試驗(yàn)哮喘和過(guò)敏性疾病藥物的動(dòng)物模型用于藥效檢測(cè)的動(dòng)物（炎癥感染）模型4. 臨床實(shí)驗(yàn)（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）ITEM對(duì)

12、適應(yīng)癥為過(guò)敏疾病、哮喘以及慢性阻塞性肺?。╟hronic obstructive pulmonary diseases,COPD）的藥物提供一到四期的臨床實(shí)驗(yàn)服務(wù)。在這個(gè)領(lǐng)域ITEM擁有世界一流的研究?jī)?yōu)勢(shì)、長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及最先進(jìn)的有毒氣體（空氣懸浮顆粒）暴露試驗(yàn)室。8. T-REL 動(dòng)物種類鑒定法動(dòng)物肉類品種的鑒別是食品檢測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。弗勞恩霍夫分子生物學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所（IME）開發(fā)了一種用于動(dòng)物品種鑒別的新方法。這種方法稱為末端限制性酶切片段長(zhǎng)度多樣性分析法（Terminal restriction fragment length polymorphism），簡(jiǎn)稱T-RFLP法

13、。T-RFLP是基于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）建立起來(lái)的方法，該方法在PCR反應(yīng)中加入熒光標(biāo)記的引物，聚合產(chǎn)物酶切后經(jīng)毛細(xì)管電泳分離進(jìn)行比對(duì)分析。的肉類分析方法靈敏度高，可以區(qū)分生肉以及經(jīng)高度加工過(guò)的動(dòng)物肉類品種（如熟肉或罐頭產(chǎn)品）。該方法克服了普通RFLP法在一個(gè)樣品中超過(guò)兩種肉類就無(wú)法正常甄別的弊病，能夠在一個(gè)樣品中僅僅經(jīng)過(guò)一次反應(yīng)同時(shí)鑒定九種以上的肉類。除了肉類鑒別（豬肉、牛肉、羊肉、各種魚肉等等）之外，該方法還可以用來(lái)鑒定動(dòng)物制品的真?zhèn)危热玷b定真假羊絨和動(dòng)物毛皮。9. 來(lái)自于葵花籽的優(yōu)質(zhì)蛋白葵花是繼大豆、油棕、油菜之后世界上種植面積最大的油料作物。榨油后剩下的葵花籽油粕在市場(chǎng)上非常容易

14、獲得。它不僅蛋白質(zhì)含量高 （30-50% ），而且不含毒性物質(zhì)，不含過(guò)敏物質(zhì)，絕大部分成分都適合于消化吸收，非常利于提取優(yōu)質(zhì)蛋白。但是到現(xiàn)在為止，這些油粕絕大部分只是被作為動(dòng)物飼料使用， 未能進(jìn)一步加工利用，非?？上?。這主要是因?yàn)榭ㄗ延推芍泻?-4%的多酚物質(zhì)，它們能和蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低蛋白質(zhì)的功能和價(jià)值，并導(dǎo)致提純產(chǎn)物 顏色變深，從而限制了葵花籽蛋白質(zhì)的生產(chǎn)和應(yīng)用。德國(guó)弗勞恩霍夫加工工藝和包裝技術(shù)研究所(IVV)開發(fā)了一種在酸性環(huán)境下提取葵花籽蛋白質(zhì)的方法，并通過(guò)后續(xù)的去多酚工藝，實(shí)現(xiàn) 了高質(zhì)量蛋白質(zhì)的提取。酸性環(huán)境能阻止多酚的共價(jià)結(jié)構(gòu)跟蛋白質(zhì)相結(jié)合。同時(shí)通過(guò)添加鹽類物質(zhì)使得在酸性

15、環(huán)境下降低的蛋白質(zhì)溶解率升高。該方法的蛋白質(zhì)提取 率可以達(dá)到70%。在后續(xù)的離子交換和吸附步驟中，99.5% 的多酚結(jié)構(gòu)（包括單體的、極性多酚結(jié)構(gòu)以及高分子的非極性多酚結(jié)構(gòu)）被成功去除。最終得到的分離蛋白在顏色上明顯變淺，所含多酚成分小于0.5%。從價(jià)格和安全性角度來(lái)說(shuō)，葵花籽蛋白作為一種植物蛋白，相比于動(dòng)物蛋白在食品行業(yè)中的應(yīng)用更具有優(yōu)勢(shì)，也更容易被擁有現(xiàn)代健康意識(shí) 的消費(fèi)者所接受。去除多酚的葵花籽蛋白味道純正，蛋白特性優(yōu)良，可以廣泛應(yīng)用于食品加工，也可以制成特殊的高檔食品添加劑或保健品，供對(duì)大豆蛋白過(guò)敏的人 群食用。 IVV研究人員通過(guò)沉淀和超濾工序得到了一種泡沫化作用非常好的分離蛋白（達(dá)

16、到80-100%的雞蛋清蛋白的泡沫化功能）和一種乳化性能非常好的濃縮蛋白 （達(dá)到60-70%的酪蛋白酸鈉的乳化性能）。前者可以通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中的輕微變性處理使得其泡沫化功能進(jìn)一步加強(qiáng)，在甜品和精制糕點(diǎn)行業(yè)有著良好的應(yīng)用前 景。優(yōu)質(zhì)葵花籽蛋白提取工藝的實(shí)現(xiàn)使得油葵榨油行業(yè)更具經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而在蛋白分離同時(shí)獲得的副產(chǎn)品多酚也可作為天然抗氧化劑使用。此外，從蛋白提取后剩下的 殘?jiān)锌傻玫奖Ｋ阅芊浅：玫睦w維素（12gH2O/g）。根據(jù)德國(guó)市場(chǎng)上各種產(chǎn)品的價(jià)格綜合估計(jì)，每公斤向日葵籽油粕蘊(yùn)含著5-8歐元的商業(yè)價(jià)值。10. 從亞麻籽油粕中提取蛋白粉和食用纖維素亞麻籽油因?yàn)楦缓?亞麻酸是世界公認(rèn)的健康植物油。亞

17、麻籽榨油后的油粕中富含蛋白質(zhì)（33-39%）和纖維素（45%），還含有抗氧 化、抗癌癥的健康物質(zhì)木酚素（1.2%），是進(jìn)行食品深加工的良好原料，但是迄今為止它們大部分只是作為動(dòng)物飼料來(lái)使用。這不僅因?yàn)閬喡橹泻胁贿m于食用 的含氰糖苷（少于1%），而且因?yàn)樵趤喡樽训鞍追蛛x過(guò)程中會(huì)受到多聚糖流變特性的影響，使得蛋白沉降特性改變，增大了實(shí)際生產(chǎn)中連續(xù)分離蛋白的難度。弗勞恩霍夫加工工藝和包裝技術(shù)研究所（Fraunhofer ）通過(guò)對(duì)分離工藝的精確調(diào)控，可以提高從亞麻籽油粕中獲取蛋白質(zhì)、纖維素、木酚素等有益物質(zhì)的抽提率，并在分離的同時(shí)去除含氰糖苷。經(jīng)過(guò)冷壓榨油之 后的亞麻籽油粕由于其蛋白質(zhì)的溶解率大于，

18、非常適合于分離蛋白質(zhì)和纖維素。油粕的氧化變質(zhì)可以通過(guò)一系列預(yù)防措施得以阻止。研究所專門開發(fā)了 兩種提取亞麻籽蛋白質(zhì)和纖維素的水浸提法，并且在實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模測(cè)定了它們的實(shí)際效果。第一種方法包含酸性提取(PH 4-4.5)和堿性提取(PH 8-8.5)兩個(gè)步驟，分離出三個(gè)組分。酸性提取液通過(guò)中和以及干燥之后得到一種可溶性纖維素和蛋白質(zhì)的混合物。堿性提取液在等電沉淀后分離出一個(gè)蛋白產(chǎn) 品。而兩次提取最終剩下的殘?jiān)?jīng)干燥后得到不可溶性纖維素。第二種提取方法相對(duì)簡(jiǎn)單，即對(duì)亞麻籽油粕直接用堿性提取液(PH 8)進(jìn)行抽提，該方法得到兩個(gè)組分：一個(gè)是蛋白質(zhì)和可溶性纖維素的混合物（蛋白質(zhì)占干物質(zhì)比例為），另一

19、種是不可溶性纖維素（蛋白質(zhì)占干物質(zhì)比例約 ）。無(wú)論在感官和功能上，上述兩種方法得到的亞麻籽油粕的蛋白產(chǎn)品與市場(chǎng)上的大豆以及豌豆的類似產(chǎn)品相比都毫不遜色，可以很好地應(yīng)用在糕點(diǎn)、制腸、 冷飲等食品行業(yè)中。實(shí)驗(yàn)表明，亞麻籽蛋白產(chǎn)品的起泡性與泡沫穩(wěn)定性與全蛋蛋白相似，不僅可以降低糕點(diǎn)對(duì)雞蛋的使用量（降低膽固醇），同時(shí)增加了面團(tuán)的保水 性、乳化性和可塑性，延長(zhǎng)了食品的保鮮期，而且由于富含可溶性纖維素和木酚素，可進(jìn)一步加工成高檔的食品添加劑。而亞麻中所含的不良營(yíng)養(yǎng)因子-含氰糖苷在 上述分離步驟中已經(jīng)去除了。在中試階段，通過(guò)第一種方法中得到的三個(gè)組分的比例（與投入的油粕原料的質(zhì)量比）分別是：的蛋白質(zhì)粉（蛋白

20、質(zhì)占干物質(zhì)約），的可溶性纖 維素濃縮物（可溶性纖維素占干物質(zhì)的），以及的不可溶性纖維素。該方法蛋白的總抽提率接近。在第二個(gè)方法中生成了混合物（蛋白質(zhì) 和可溶性纖維素）和的不可溶性纖維素，蛋白質(zhì)的總抽提率達(dá)到了70%。由于亞麻籽油粕價(jià)格便宜，如果能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)（年處理亞麻籽油粕1000 噸以上），可以較快收回成本。以第二種方法得到的產(chǎn)品為例，在歐洲市場(chǎng)上蛋白質(zhì)與可溶性纖維素的混合產(chǎn)品可以賣到5.5 歐元每公斤，不可溶性纖維素的價(jià)格則為1歐元每公斤。（二）材料和零部件技術(shù)11. 光學(xué)級(jí)金剛石片開發(fā)技術(shù)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)在光學(xué)級(jí)金剛石片領(lǐng)域擁有多年的技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可接受客戶的委托開發(fā)相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品：

21、開發(fā)產(chǎn)品特性（舉例）：性 能指 標(biāo)尺寸圓盤狀，直徑75mm；厚度0.9 mm透過(guò)率中心區(qū)域內(nèi)7m（波長(zhǎng)）平均透過(guò)率 69%透過(guò)率不均勻性Tmax-Tmin0.02折射率2.38（10.6m）吸收系數(shù)< 0.10 cm-1（10.6m）拉伸強(qiáng)度生長(zhǎng)面： 400MPa 成核面：600MPa 熱導(dǎo)率 1800W/m·K（300K）表面粗糙度兩面Ra 0.020m面形中心區(qū)域內(nèi)PV值 （=633nm）12.應(yīng)用熱沖擊試驗(yàn)儀IR TOM所有涉及材料加熱或明火的設(shè)備都需要用到耐火材料。從中世紀(jì)的粘土爐到如今的巨型冶煉爐，一切都取決于可靠的熱保護(hù)。如果一個(gè)粘土爐的耐火襯料發(fā)生損壞，熟練工匠可

22、以相對(duì)容易和快速地進(jìn)行修補(bǔ)，但如果是工廠的冶煉爐發(fā)生損壞，那將代價(jià)不菲。 熱沖擊性能差是耐火材料破損的常見(jiàn)原因。該設(shè)備可以對(duì)耐火材料的耐熱沖擊性做出定性. 我們的任務(wù)· 在確定的氣氛條件下快速加熱樣品的小片區(qū)域 · 獲取溫度、熱傳導(dǎo)以及裂痕出現(xiàn)和蔓延的數(shù)據(jù) · 對(duì)多個(gè)同類樣品同時(shí)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量以獲得統(tǒng)計(jì)上的準(zhǔn)確性 我們的解決方案: TOM IR 在可充入不同氣體的檢測(cè)箱內(nèi)放入9個(gè)樣品，只讓很小的邊緣部分與夾具接觸。對(duì)樣品中心部分逐個(gè)加熱，直到發(fā)生某種程度的損壞。該過(guò)程采用兩個(gè)熱電偶對(duì)樣品不同區(qū)域測(cè)量, 并做到可視化觀察。 優(yōu)點(diǎn)· 可控的加熱和冷卻速度 &#

23、183; 可選擇的環(huán)境 · 完整且實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的記錄光學(xué)、聲學(xué)和熱變化 數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的確定性，而不是隨機(jī)判定13. 污泥減量技術(shù)應(yīng)用實(shí)例圖1：曼海姆廢水處理廠的消化槽圖2：曼海姆污水處理廠通過(guò)安裝破解模塊增加產(chǎn)氣量和減少污泥量背景介紹 能源和資源的節(jié)約和保護(hù)已成為當(dāng)前越來(lái)越重要的任務(wù)。德國(guó)于1998年頒布了再生能源法（EEG）通過(guò)立法的形式資助能源生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新。自2000年以來(lái)，德國(guó)弗勞恩霍夫陶瓷和系統(tǒng)研究所IKTS科研人員通過(guò)對(duì)污泥破解和對(duì)污泥中物質(zhì)研究，成功的開發(fā)出了可以提高沼氣產(chǎn)量并同時(shí)減少污泥量的新技術(shù)。2005年，新研發(fā)的高效分解模塊系統(tǒng)DMS在六家污水處理廠得到應(yīng)用。2

24、006年，IKTS研究所的科學(xué)家對(duì)使用情況進(jìn)行了驗(yàn)證， 并進(jìn)一步優(yōu)化操作條件，將這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化以用于可再生資源沼氣的生產(chǎn)。 結(jié)果驗(yàn)證 通過(guò)對(duì)已經(jīng)安裝的破解系統(tǒng)模塊進(jìn)行特征分析，可以得到的主要參數(shù)為過(guò)程參數(shù)（沼氣產(chǎn)量，有機(jī)物質(zhì)分解級(jí)別，脫水后污泥的干渣，添加劑的減少）和經(jīng)濟(jì)參數(shù)（能耗費(fèi)用和備件花費(fèi)）。此外，用戶是否接受，還取決于運(yùn)行是否穩(wěn)定可靠，維護(hù)和操作是否簡(jiǎn)單易行等。 2002年以來(lái)，曼海姆污水處理廠就作為試點(diǎn)單位，在IKTS研究人員的支持下采用了部分流原理，對(duì)污泥通過(guò)超聲波系統(tǒng)進(jìn)行處理。2006年1月，在對(duì)新的破解模塊系統(tǒng)DMS進(jìn)行了8個(gè)月的測(cè)試之后，將其正式安裝在曼海姆污水處理廠，取代了之

25、前已經(jīng)安裝的高性能超聲波系統(tǒng)。曼海姆污水處理廠是一家大型的、高度自動(dòng)化的工廠，具有處理地區(qū)人口數(shù)達(dá)到725，000的污水能力。其采用的污泥處理工序處于先進(jìn)水平（圖2）。在發(fā)酵罐內(nèi)，污泥不斷地增厚解體（產(chǎn)生沼氣）。在含水量高達(dá)75% 的污泥中加入添加劑后，經(jīng)過(guò)連續(xù)的機(jī)械脫水。經(jīng)干燥處理后，污泥殘留水分小于5%。 使用破解模塊系統(tǒng)，從污泥中產(chǎn)生的沼氣產(chǎn)量可增加20%（見(jiàn)圖3）。每天可獲得電能5612千瓦時(shí)，熱能8970千瓦時(shí)。 此外，每天需干燥的污泥量減少了約20立方米。由此每天還可節(jié)省約1.27萬(wàn)千瓦時(shí)用于污泥干燥的能源（天然氣）。 在曼海姆，通過(guò)對(duì)DMS模塊系統(tǒng)使用前后能耗的對(duì)別， 可以得出一

26、個(gè)積極的結(jié)論 。使用DMS后，每天可用為288千瓦時(shí)（耗電量），產(chǎn)出為27，280千瓦時(shí)的新能量。相對(duì)于之前安裝的高性能的超聲波系統(tǒng)，DMS的耗電量降低了45%。改進(jìn)結(jié)果見(jiàn)圖3.DMS模塊系統(tǒng)采用高能超聲技術(shù)的，充分考慮到了運(yùn)行安全和穩(wěn)定。截至2006年11月，在曼海姆污水處理廠的DMS系統(tǒng)的超聲波裝置已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行了12，800小時(shí)。 不僅僅那些大型和超大型的污水處理廠可以從該項(xiàng)新技術(shù)中獲益，中型和小型的污水廠也不例外。丹麥的Helsingör就是一個(gè)很好的例子，其人口數(shù)約為72，500人。 部分破解系統(tǒng)自2005年10月起在該地區(qū)運(yùn)行使用，運(yùn)行狀態(tài)良好，沒(méi)有出現(xiàn)中斷。（見(jiàn)圖4）。在

27、發(fā)酵罐內(nèi)，污泥間斷增厚，分解后，采用離心分離機(jī)脫水，殘?jiān)繛?4%到77%。 在Helsingör，使用DMS后，沼氣的產(chǎn)量增加了21%。也就是說(shuō)，每天會(huì)多獲得410KWH的電能和600KWH的熱能。 脫水效能的提高能夠顯著降低運(yùn)行成本。使用并將DMS調(diào)整到不同條件下之后，脫水污泥的干渣含量是穩(wěn)定增加的。同時(shí)，高分子絮凝劑添加劑的使用量可以減少11%。這個(gè)例子表明：分解技術(shù)尤其是IKTS開發(fā)的DMS系統(tǒng)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力， 并且可通過(guò)能源節(jié)約實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。 從這些結(jié)果所獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)可以被應(yīng)用到其他領(lǐng)域，比如：農(nóng)業(yè)沼氣設(shè)備。 提供的產(chǎn)品和服務(wù) 初步調(diào)查和潛力評(píng)估。 幫助引

28、進(jìn)破解系統(tǒng)。 破解系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施。 效能評(píng)估。 過(guò)程的進(jìn)一步監(jiān)控。圖3：破解模塊系統(tǒng)Helsingör的污水處理廠14. 高溫?zé)Y(jié)光學(xué)實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)TOM-ACTOM-AC 是一種在燒結(jié)過(guò)程中, 可以對(duì)樣件尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的光學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)遠(yuǎn)心光學(xué)裝置將高溫爐中央的試樣圖像投影到CMOS攝像頭上。 該圖像尺寸由攝像頭傳送到測(cè)量計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析（圖1）。用TOM-AC 測(cè)量設(shè)備可以采集不同的參數(shù)，例如寬度、高度、體積、棱角和曲率。樣件的幾何形狀也可以多種多樣。最高爐溫可達(dá)2300攝氏度。用戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?設(shè)定樣件輪廓的分析范圍?？梢栽O(shè)定平面、寬度、高度、體積、線段等作為測(cè)量參數(shù)

29、。也可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)樣件和/或多個(gè)測(cè)量參數(shù)。通過(guò)跟蹤測(cè)量窗口中樣品在加熱升溫過(guò)程中發(fā)生的移動(dòng)和尺寸變化，獲得樣品高溫狀態(tài)下的物理參數(shù)。 除了這些應(yīng)用信息之外，還記錄一般的輔助信息。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值包括測(cè)量時(shí)間、爐溫、樣件的總面積和重點(diǎn)區(qū)域、樣件平均寬度和高度以及聲音/噪音比例和相關(guān)圖片的對(duì)比度。 其精度可達(dá)0.4 微米。該系統(tǒng)以380V 三相電流工作。最終用戶提供一個(gè)配有63 A保護(hù)裝置的三相EU 接口。根據(jù)數(shù)據(jù)單還需要一個(gè)工作壓力為6巴的壓縮空氣接口和至少4巴的冷卻水接口。接好并調(diào)試測(cè)量設(shè)備之后，確保這些供應(yīng)穩(wěn)定。測(cè)量設(shè)備設(shè)有安全電路，該電路連續(xù)檢測(cè)溫度、存在的工作空氣壓力和冷卻水壓力，如果參數(shù)不

30、符合額定值可立即停止設(shè)備工作。15. 泡沫金屬的工業(yè)應(yīng)用泡沫金屬是一種集物理功能與結(jié)構(gòu)一體化的新型工程材料，兼有功能材料和結(jié)構(gòu)材料的雙重作用。它所具備的多種優(yōu)異物理性能特別是阻尼性能已引起廣泛關(guān)注，并在消聲、減震、分離工程、催化載體、屏蔽防護(hù)、吸能緩沖等一些高技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，在航天、航空、船舶、汽車、高速列車、機(jī)床制造等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。目前基于鋅、鋁及其合金的發(fā)泡材料技術(shù)上最成熟。在德國(guó)的克姆尼茨（Chemnitz）市，弗勞恩霍夫加工機(jī)械和加工技術(shù)研究所建立了發(fā)泡金屬研制中心。該中心致力于發(fā)泡金屬領(lǐng)域的研究開發(fā)以至樣機(jī)、樣件制造，能為客戶提供完整的產(chǎn)品開發(fā)程序，并可以進(jìn)行小批量生

31、產(chǎn)。該中心制造發(fā)泡金屬采用的是粉末冶金工藝，整個(gè)工藝過(guò)程高度可控。發(fā)泡鋁制成的臺(tái)架弗勞恩霍夫加工機(jī)械和加工技術(shù)研究所及其發(fā)泡金屬研制中心愿為中國(guó)企業(yè)提供涉及泡沫金屬的研發(fā)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用、生產(chǎn)和測(cè)量等一系列服務(wù)，其中包括：根據(jù)客戶實(shí)際需要，幫助選擇最佳的發(fā)泡合金材料。針對(duì)具體應(yīng)用，確定材料的密度、強(qiáng)度和彈性模量以及選擇最佳的開孔結(jié)構(gòu)。通過(guò)選擇不同的泡沫密度，最大限度地調(diào)整材料的特性，滿足要求。依據(jù)客戶的要求設(shè)計(jì)發(fā)泡材料組件,包括設(shè)計(jì)圖、組件圖、裝配圖以及零件目錄表。如果客戶要自行設(shè)計(jì)，可提供與發(fā)泡金屬技術(shù)有關(guān)的咨詢服務(wù)，以及針對(duì)焊接、可分解連接以及沖撞特性等方面的幫助。提供多種可能的替代方案，并與

32、原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。對(duì)所生產(chǎn)的部件單獨(dú)或在裝配后進(jìn)行包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和熱狀態(tài)等測(cè)試。三明治金屬泡沫夾層板焊接制成的精密機(jī)床機(jī)架16. ORMOCER涂層用于皮鞋修整皮革制品是由動(dòng)物毛皮作原料， 除具有吸引人的外觀外還有很多優(yōu)良的性能。如良好的透氣性和穿著舒適等。皮革制品如服裝、箱包或家具等因此廣受歡迎。 實(shí)際應(yīng)用中對(duì)皮革制品抗劃傷和耐曬性，不易被水沾濕和易清潔性能的要求不斷提高。盡管天然皮革具有上述優(yōu)點(diǎn)，但遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到對(duì)其質(zhì)量要求。通過(guò)在皮革表面涂上一層，可以使其性能大為改觀。 性能ORMOCER 是用凝膠-溶膠發(fā)合成的無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合物。在皮革表面涂上薄薄一層的ORMOCER (<4 m) ，獲

33、得下列優(yōu)良性能： ·提高光澤和觸摸質(zhì)感 ·提高防水性能， 同時(shí)具有良好的水蒸氣滲透和吸收性能 ·低散發(fā) ·提高抗劃性和抗磨性能 ·提高耐熱耐光性同時(shí)ORMOCER 和皮革制品具有良好和持久的吸附性能.附圖是皮革制品性能對(duì)比17. 玻璃表面彩色涂層玻璃著色，傳統(tǒng)上是通過(guò)金屬氧化物轉(zhuǎn)變或金屬硫化物和硒的組合做到的。事先準(zhǔn)確的準(zhǔn)備好顏色非常困難，因?yàn)橛斜姸嗟牟欢ㄒ蛩兀€有在一些情況下，有毒重金屬化合物在生產(chǎn)過(guò)程中必須被處理。在氣體階段技術(shù)下的原始無(wú)色玻璃上色，必然需要昂貴的生產(chǎn)設(shè)備。無(wú)機(jī)溶膠，凝膠層和瓷釉必須在極高的溫度下（大于450攝氏度）生產(chǎn)。瓷

34、釉清漆面在有毒成分中（氧化鋁，氧化鎘）還產(chǎn)生另外的不利條件。商用有機(jī)彩色著色總是在防磨損，防腐蝕和光穩(wěn)定上，不盡如人意。我們的解決方法：有色ORMOCER層 ORMOCER是合成物聚合體材料通過(guò)受控的氫溶解，并被有機(jī)改變后的硅堿氧化物凝結(jié)合成的。與其它金屬堿氧化物（鈦，鋯，鉛，堿氧化物）凝結(jié)在一起也是可能的。再進(jìn)一步，可聚合類被固定在無(wú)機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，在熱和紫外線作用的過(guò)程中相互反應(yīng)。通過(guò)應(yīng)用染料或顏料產(chǎn)生透明，半透明或不透明的表面薄層，也證明了ORMOCER矩陣是可行的。有色的溶膠可以被應(yīng)用于傳統(tǒng)的濕層技術(shù)。在中等條件下（室溫最高可達(dá)220攝氏度）進(jìn)行表面加工處理。與氣體階段和陶瓷薄層相比較，這一

35、方法為擁有復(fù)雜的幾何圖形玻璃制品或大塊平板玻璃表面涂層，開辟了一條相對(duì)靈活和低成本的捷徑。與傳統(tǒng)的有機(jī)漆和涂料相比較，有機(jī)無(wú)機(jī)合成物顯示了近乎完美的耐久附著性，甚至在潮濕的氣候中，氫氧化硅組的表現(xiàn)和無(wú)機(jī)后骨，防磨損功能提高顯著?？蓱?yīng)用范圍工業(yè)用玻璃包裝材料玻璃家俱和衛(wèi)生用具上的玻璃板設(shè)計(jì)和建筑用玻璃自動(dòng)化行業(yè)用鑲嵌玻璃 優(yōu)點(diǎn)在各種玻璃表面上附著力強(qiáng)不限顏色范圍顏色易復(fù)制采用傳統(tǒng)的濕涂步驟既可完成低加工溫度（小于200攝氏度）小批量生產(chǎn)也很經(jīng)濟(jì)毒性方面安全附加的裝飾效果（顏色斜率，部分著色）其它領(lǐng)域的應(yīng)用在礦物表面著色層在金屬表面著色層18.可監(jiān)控加熱升溫過(guò)程的光學(xué)控制膨脹儀-TOMMI 陶瓷原

36、料和金屬粉末冶金原料具有高溫?zé)Y(jié)后形成致密堅(jiān)硬的特性。影響燒結(jié)的因素有很多，其中主要有原始粉料的顆粒度，加熱速度和保溫時(shí)間，成型壓力等。高溫?zé)Y(jié)收縮是這類材料最重要的工藝特性，也是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要生產(chǎn)工藝步驟，并且對(duì)于生產(chǎn)成本的高低也起到了關(guān)鍵的作用。因此，如何獲得材料在高溫?zé)Y(jié)狀態(tài)下的信息, 并據(jù)此通過(guò)改善加熱焙制條件控制高溫?zé)Y(jié)收縮的范圍成為關(guān)鍵。同樣的，玻璃原料是在高溫熔融后的低粘流態(tài)下成型的。在加熱升溫生產(chǎn)工藝的精確設(shè)計(jì)中，需要運(yùn)用材料從原料到熔融的大量熱物理數(shù)據(jù)。尤其困難的是測(cè)量玻璃材料在玻璃軟化到熔融的范圍內(nèi)的熱物理特性。德國(guó)弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所（Fraunhofer Inst

37、itute for Silicate Research)發(fā)明的可監(jiān)控加熱升溫過(guò)程的光學(xué)控制膨脹儀（以下簡(jiǎn)稱TOMMI）是一個(gè)由攝影裝置和光學(xué)膨脹儀組成的精密儀器。對(duì)陶瓷原料和金屬粉末冶金原料：1.在不改變樣品的條件下測(cè)量材料的燒結(jié)收縮率。2.測(cè)量，記錄并掌握材料試樣在燒結(jié)時(shí)的變形，及無(wú)效成型。對(duì)于玻璃原料：1.確定樣品從低溫到軟化到熔融的整個(gè)過(guò)程的膨脹率。2.檢測(cè)高溫下玻璃材料的熔融反應(yīng)，以 確定其在耐火材料和金屬模具材料中的應(yīng)用。TOMMI裝備了全新的圖像分析軟件，能夠測(cè)定樣品的垂直和水平收縮。測(cè)量是以秒為計(jì)算單位的，即使樣品尺寸快速變化也能夠測(cè)到，并通過(guò)計(jì)算機(jī)處理得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生

38、變化時(shí)它可儲(chǔ)存為圖表形式，或儲(chǔ)存為ASCII 的數(shù)據(jù)形式。在整個(gè)的加熱升溫過(guò)程中，我們不僅能看到每秒的圖片顯示，而且還能看到連續(xù)的電影播放。被測(cè)樣品可呈不同的形狀，只要投影能完全反映在圓形的測(cè)量窗（直徑為50mm）上就可。當(dāng)然有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的樣品還可以計(jì)算出它的體積。同時(shí)還能研究材料的融熔和潤(rùn)熔現(xiàn)象，并由此確定玻璃熔滴的邊角和半球點(diǎn)。其高度復(fù)制性的精確率達(dá)到了2um。TOMMI還能和其他裝置一起模擬測(cè)量樣品的重量。并提供其他的一些重要信息，例如：對(duì)硅酸鹽的瓷化，及對(duì)玻璃融熔過(guò)程的混合配料加熱提供重要信息。此外，TOMMI還能和其他的儀器匹配，以測(cè)量樣品的抗機(jī)械負(fù)荷能力。特點(diǎn)：無(wú)接觸的光學(xué)測(cè)量原理樣

39、品無(wú)形變無(wú)化學(xué)反應(yīng)無(wú)需預(yù)烘烤無(wú)活動(dòng)部件二維輪廓圖的測(cè)繪測(cè)量各向異性的燒結(jié)和變形熔潤(rùn)現(xiàn)象的測(cè)量受軟件保護(hù)的圖像分析 在測(cè)量窗口中自動(dòng)更正位移光學(xué)圖像的明暗和對(duì)比度的調(diào)節(jié)以秒紀(jì)錄的圖形的快速變化高度準(zhǔn)確的復(fù)制性。 技術(shù)參數(shù)：TOMMI （可監(jiān)控加熱升溫過(guò)程的光學(xué)控制膨脹儀）長(zhǎng)*寬* 高 ： 1600*700*1700mm最高溫度： 1750°C測(cè)量窗直徑： 50mm精確度： 2um19. 新型傳感器可以測(cè)量氣體環(huán)境對(duì)物體的侵蝕一輛路虎車在哪里更容易生銹？在塵土飛揚(yáng)的撒哈拉沙漠還是停在英國(guó)一個(gè)富麗堂皇的庭院里？答案是顯而易見(jiàn)：當(dāng)然是在陰雨連綿的英國(guó)更易受損。 但是腐蝕程度不僅取決于降雨量，

40、它也涉及到其他因素，如：濕度和溫度,空氣中氮氧化物、硫化物等污染物質(zhì)含量等多種因素，并且這些因素交互作用。如果用傳統(tǒng)的方式單獨(dú)測(cè)量這些因素，將難以準(zhǔn)確獲得一個(gè)綜合值。 德國(guó)弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所Fraunhofer Institute for Silicate Research - ISC的科學(xué)家最近發(fā)明了一種新型傳感器，可以對(duì)周邊所有復(fù)雜的環(huán)境影響因素進(jìn)行累加，獲得一個(gè)測(cè)量值，據(jù)此可以準(zhǔn)確判斷出所處位置氣體環(huán)境的危險(xiǎn)程度。新型傳感器由對(duì)腐蝕非常敏感的富含鈣和鉀的玻璃板經(jīng)表面特殊刨光后制成。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的數(shù)據(jù)采集后，通過(guò)紅外光譜分析，對(duì)玻璃板成分的細(xì)微變化進(jìn)行量化。從所得數(shù)據(jù)推斷出其它如碑石或

41、金屬等無(wú)機(jī)材料在同樣環(huán)境下可能的受損程度，并確定造成侵蝕的具體污染物。將玻璃板放在顯微鏡下，還可以獲知微生物是否對(duì)侵蝕過(guò)程產(chǎn)生了影響。傳感器可以在歷史紀(jì)念碑、教堂彩色玻璃窗、博物館等地使用。每一個(gè)傳感器都是一個(gè)自動(dòng)的檢測(cè)站，使我們有充足的時(shí)間去發(fā)現(xiàn)暴露于風(fēng)雨中的材料或物體發(fā)生變化受損的跡象。有助于提高和改進(jìn)藝術(shù)品的保存條件。 德國(guó)弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所 Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC是該技術(shù)的發(fā)明者和專利擁有者，并對(duì)外出售該傳感器。當(dāng)客戶購(gòu)買了傳感器后，研究所提供安裝指導(dǎo)，在雙方商定的測(cè)試周期結(jié)束后承擔(dān)對(duì)傳感器的紅外光譜分析檢測(cè)，提

42、交詳細(xì)測(cè)試報(bào)告及建議采取的保護(hù)措施。報(bào)告中會(huì)指出大氣環(huán)境的危險(xiǎn)程度，以及對(duì)文物破壞的影響等。通過(guò)一個(gè)連續(xù)、非常特殊的分析方法，還可以對(duì)出現(xiàn)在傳感器表面的化學(xué)物質(zhì)定性，報(bào)告環(huán)境惡化的原因等方面信息。傳感器可放置于室內(nèi)或室外，根據(jù)測(cè)量（數(shù)值采集）周期的不同，可設(shè)定3至12個(gè)月不等。一個(gè)傳感器只能用于一次評(píng)估，不能連續(xù)使用。德國(guó)弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所 Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC同時(shí)尋求中國(guó)合作伙伴，在國(guó)內(nèi)組裝傳感器。圖片所示：德國(guó)弗勞恩霍夫硅酸鹽研究所 Fraunhofer Institute for Silicate Researc

43、h ISC開發(fā)的新型傳感器及應(yīng)用。20. 感應(yīng)淬火硬化層厚度檢測(cè)儀表面硬化處理可以提高受動(dòng)態(tài)應(yīng)力部件的耐磨性能以及疲勞強(qiáng)度。這些特性主要是由表面硬度、硬化深度以及殘余應(yīng)力的深度剖面決定的。表面深度為硬化有效層的厚度，它是表面硬化處理過(guò)程中的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。目前只能通過(guò)隨機(jī)檢測(cè)方法來(lái)確保硬化工藝的質(zhì)量，這種方法不僅會(huì)損壞部件，浪費(fèi)時(shí)間，而且成本也較高。我們的設(shè)備采用一種快速無(wú)損超聲方法來(lái)測(cè)量表面深度。這種方法可以減少檢測(cè)工作量并降低成本，而且可以快速控制制造過(guò)程，從而確保產(chǎn)品始終具有高質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確度非常高：確定表面深度值的誤差約為5%?？焖俚玫綔y(cè)量結(jié)果：每次測(cè)量只需幾秒鐘?？梢院芸斓卦u(píng)估

44、大量部件?？梢酝ㄟ^(guò)正確調(diào)整傳感器進(jìn)行半徑測(cè)量。設(shè)備可以自由移動(dòng)（總重量：8 kg）?？梢愿鶕?jù)客戶的要求方便地調(diào)整系統(tǒng)。21. 材料性能的無(wú)損檢測(cè)背景機(jī)床、汽車和設(shè)備零部件在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行熱處理和機(jī)械加工，以便達(dá)到所需性能。其中零部件邊緣表面層的機(jī)械性能和耐磨性尤為重要，它的好壞直接影響和決定了設(shè)備的功能和使用壽命。準(zhǔn)確測(cè)定部件邊緣表面性能，是確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提。目前采用的方法有：金相分析，X光衍射殘余應(yīng)力測(cè)量，以及傳統(tǒng)的壓痕硬度測(cè)量。以上這些方法速度慢，需要破壞檢測(cè)部件，同時(shí)不可能做到100%檢測(cè)和伴隨著生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行。解決方案3MA（微磁、多參數(shù)、微結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分析）是最新研發(fā)的一種測(cè)定邊緣

45、表面層性能的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程全自動(dòng)，并將檢測(cè)設(shè)備集成到生產(chǎn)工藝中。具有測(cè)量速度快，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行100%檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)邊緣層0-8mm厚度的部件多個(gè)相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行快速同步評(píng)估。 同時(shí)可以綜合分析不同微結(jié)構(gòu)狀態(tài)和應(yīng)力敏感檢測(cè)值的大小。該方法需要提前校正，根據(jù)大量回歸分析和漸近函數(shù)，可以確定產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)（目標(biāo)值）與哪些3MA測(cè)量參數(shù)（檢測(cè)值）有關(guān)聯(lián)。設(shè)備3MA綜合了四種不同的微磁測(cè)量方法，亦即巴克豪森噪音（BN）、增量導(dǎo)磁率（?）、切線磁場(chǎng)諧波分析（Ht）和多頻率渦流（MFWS）。對(duì)上述每一種方法都要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)評(píng)估。總計(jì)有41種微磁檢測(cè)統(tǒng)計(jì)信息。在多參數(shù)測(cè)量中，特別是當(dāng)目標(biāo)值

46、（比如硬度、硬化層厚度）和干擾變量（溫度、殘余應(yīng)力等）同時(shí)變化的情況下，3MA這種綜合處理各種檢測(cè)信息的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。每一個(gè)微磁測(cè)量信息都能顯示出其與目標(biāo)值和干擾變量之間的關(guān)聯(lián)度，從而在測(cè)量中將干擾因素排除，或?qū)⑵浣抵磷畹?。所有采?MA技術(shù)測(cè)量微磁的方法都有卓越的分析評(píng)估能力，在測(cè)量中將（金屬的）結(jié)構(gòu)、材料性能和殘余應(yīng)力綜合加以考慮。所有檢測(cè)數(shù)據(jù)是在同一個(gè)測(cè)量步驟中同時(shí)獲得的。測(cè)量速度可達(dá)每秒40次。根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的校正公式，3MA系統(tǒng)將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。測(cè)量過(guò)程中的目標(biāo)值需要考慮材料的不同性能，微結(jié)構(gòu)組成和殘余應(yīng)力分布等。硬度硬化層厚度殘余應(yīng)力拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)（抗張強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸

47、率等）<3MA測(cè)量系統(tǒng)最重要的部件是檢測(cè)頭和集成了控制器的硬件前端。檢測(cè)頭包括一個(gè)磁化單元和一個(gè)發(fā)射/接收系統(tǒng)，可以根據(jù)部件的外形尺寸和用戶要求調(diào)整和定制。通過(guò)以太網(wǎng)將硬件前端與計(jì)算機(jī)聯(lián)接（工業(yè)計(jì)算機(jī)，辦公室電腦、筆記本電腦和局域網(wǎng)），可以將數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制充分結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和生產(chǎn)一體化。硬件前端采用了模塊化結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)客戶要求對(duì)部件升級(jí)或以很低的費(fèi)用更新更換部件。操作和評(píng)估軟件通常都是模擬式模塊，模塊式測(cè)量系統(tǒng)（MMS）是一種用戶友好的系統(tǒng)，使用非常方便。通過(guò)該軟件模塊還可以很容易對(duì)儀器調(diào)試和校準(zhǔn)。手動(dòng)式標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)頭用于齒輪自動(dòng)化檢測(cè)時(shí)的兩部分檢測(cè)頭優(yōu)點(diǎn)快速、無(wú)損檢測(cè)。無(wú)間斷檢

48、測(cè)和記錄質(zhì)量狀況。可替代有損檢測(cè)。提高經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本。（減少了次品和再加工的費(fèi)用）3MA設(shè)備集成在生產(chǎn)過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的全面、徹底監(jiān)控?？梢愿鶕?jù)具體要求定制（探測(cè)頭、軟件）。應(yīng)用1.確定部件局部硬度、硬化層厚度和殘余應(yīng)力狀態(tài)。-檢測(cè)并確定硬化加工過(guò)程出現(xiàn)的缺陷。2.連續(xù)監(jiān)控鋼帶或鋼板的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度等。-100% 檢驗(yàn)并記錄鋼材質(zhì)量。3.確定感應(yīng)淬火、滲碳、激光和滲氮硬化后部件的硬度和硬化層厚度。-減少調(diào)整和重新裝備時(shí)間。4.確定鋼板的深沖性能和殘余應(yīng)力狀態(tài)。-對(duì)板材成型原料可以有效檢查和控制。5.確定組裝零部件的殘余應(yīng)力狀態(tài)。-嚴(yán)格控制裝配過(guò)程，確保組裝部件的質(zhì)量和整體設(shè)

49、備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。6.及時(shí)發(fā)現(xiàn)熱老化、脆化、疲勞和蠕變損壞。-對(duì)涉及安全運(yùn)轉(zhuǎn)的零部件可以經(jīng)常檢查。3MA測(cè)量?jī)x（左側(cè)：帶有檢測(cè)頭的硬件前端；右側(cè)：用于數(shù)據(jù)處理、評(píng)估和存儲(chǔ)的電腦）3MA可測(cè)量硬度，校準(zhǔn)采用維氏硬度HV0.05 3MA可測(cè)量殘余應(yīng)力，校準(zhǔn)采用 X光衍射22.具有選擇性功能的納米材料復(fù)合膜這是弗勞恩霍夫界面技術(shù)與生物工程研究所(IGB)利用最新技術(shù)研發(fā)成功的一種具有三明治結(jié)構(gòu)的過(guò)濾膜，它的核心層是納米顆粒復(fù)合膜。這種復(fù)合膜由于其表面納米顆?？臻g結(jié)構(gòu)的特異性可以精確地從混合物中選擇性濾去目標(biāo)成分。該技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際需求將納米顆粒加工成不同結(jié)構(gòu)，與目標(biāo)分子發(fā)生特異性結(jié)合。納米顆粒的大小在

50、100-300納米之間，與它們特異性結(jié)合的化學(xué)物質(zhì)可以是生物大分子（氨基酸、肽鏈或蛋白質(zhì)）或其它化學(xué)成分（毒素等）。該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)院、藥廠、生物制品企業(yè)、化工企業(yè)、實(shí)驗(yàn)室及其它相關(guān)單位與廠家合作可能：利用該技術(shù)共同開發(fā)納米材料復(fù)合膜分離裝置該技術(shù)特點(diǎn)：分離效果好，每克納米顆粒表面積達(dá)到80平方米；納米顆粒結(jié)構(gòu)根據(jù)需求而改變，特異性結(jié)合能力超強(qiáng)；被分離成分易于沖洗，分離設(shè)備可重復(fù)使用23.安全技術(shù)VideoObjectCounter (基于視頻監(jiān)測(cè)識(shí)別的目標(biāo)計(jì)數(shù)系統(tǒng))VideoObjectCounter是基于視頻序列對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)的系統(tǒng)。計(jì)數(shù)過(guò)程中需要對(duì)感興趣的區(qū)域進(jìn)行劃分，包括指定

51、一條方位線和滯后區(qū)域。如圖所示圖 設(shè)定計(jì)數(shù)域 當(dāng)一個(gè)目標(biāo)物體從一側(cè)通過(guò)另一側(cè)，每個(gè)計(jì)數(shù)域都會(huì)針對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)送計(jì)數(shù)脈沖圖 每個(gè)方向的計(jì)數(shù)脈沖應(yīng)用實(shí)例1 小區(qū)街道內(nèi)獲取計(jì)數(shù)脈沖應(yīng)用實(shí)例2 交通公路計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)（五）表面處理和鍍層技術(shù)24.光學(xué)級(jí)金剛石片開發(fā)技術(shù)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)在光學(xué)級(jí)金剛石片領(lǐng)域擁有多年的技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可接受客戶的委托開發(fā)相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品：開發(fā)產(chǎn)品特性（舉例）：性 能指 標(biāo)尺寸圓盤狀，直徑75mm；厚度0.9 mm透過(guò)率中心區(qū)域內(nèi)7m（波長(zhǎng)）平均透過(guò)率 69%透過(guò)率不均勻性Tmax-Tmin0.02折射率2.38（10.6m）吸收系數(shù)< 0.10 cm-1（10.6m）拉伸強(qiáng)度生長(zhǎng)

52、面： 400MPa 成核面：600MPa 熱導(dǎo)率 1800W/m·K（300K）表面粗糙度兩面Ra 0.020m面形中心區(qū)域內(nèi)PV值 （=633nm）2. 耐磨抗粘附層為了避免沉積、污染以及黏附的發(fā)生，或者為了滿足液滴形成的需求，表面需擁有良好的抗粘附性能。由于承載著沉重的機(jī)械負(fù)荷，除了較低的表面能以外，這些工具或者零部件還必須顯示出優(yōu)秀的耐磨性。 硬質(zhì)涂層不僅能夠擁有很高的硬度，同時(shí)還具備了良好的抗粘附性能。由諸如SICON®等經(jīng)過(guò)改良的類金剛石碳層，以及氮化鉻層組成的涂層就是此類將各種特性結(jié)合起來(lái)的涂層的優(yōu)良典范。我們可以提供的服務(wù)：· 對(duì)涂層（粘附與抗粘附層

53、）的表面能或潤(rùn)濕特性作出指定的調(diào)整。· 使涂層兼具良好的潤(rùn)濕特性和高耐磨性· 使結(jié)構(gòu)化表面兼有明顯的抗粘附性能（蓮葉效應(yīng)）· 針對(duì)客戶的具體需求對(duì)涂層的特性作出定制圖1：用于藥片生產(chǎn)、覆有DLC抗粘附層SICON®藥片印模（無(wú)須使用脫模劑）：避免了被壓印物質(zhì)的粘附，同時(shí)還可提供磨損防護(hù)。圖2：用于塑料護(hù)套電纜制造的已經(jīng)涂覆的芯軸與噴嘴：顯著地減少了塑料的沉積圖3：已涂覆的成型模具，工具-產(chǎn)品的分離變得輕而易舉表：各種涂層的性能（比照PTFE材料和滾珠軸承鋼（100Cr6）。性能與優(yōu)勢(shì)通過(guò)在類金剛石碳層之中引入非金屬元素，我們能夠以一種指定的方式對(duì)涂層的潤(rùn)

54、濕特性作出改變。氟元素和硅元素將顯著地降低表面能，并從而降低表面的可濕性（例如F-DLC、SICON®、SICAN）。氮、硼以及氧元素則會(huì)造成與之相反的效果，也就是說(shuō)，覆有此類涂層的表面將很容易被浸濕（例如N-DLC、B-DLC）。 使用硅和氧改良過(guò)的DLC涂層擁有著與特氟綸®材料相近的良好抗粘附性，但是其耐磨性和溫度穩(wěn)定性顯著更高。 鉻基的涂層系統(tǒng)（CrN及其變種）也表現(xiàn)出了良好的抗粘附性和機(jī)械-摩擦學(xué)性能。通過(guò)改變沉積工藝過(guò)程的各種參數(shù)，我們可以對(duì)涂層的組分和結(jié)構(gòu)作出調(diào)整，從而針對(duì)客戶的具體需求對(duì)涂層的性能配置作出定制。用途在制藥行業(yè)里，人們?cè)缫验_始在壓印工具上應(yīng)用抗黏

55、附涂層，并且在多年的實(shí)際應(yīng)用中獲得了極大的成功。通過(guò)使用涂覆了SICON®材料的藥片生產(chǎn)工具，無(wú)須再依賴各種脫模劑，粘性極強(qiáng)的粉末混合物的粘附問(wèn)題將得到徹底的解決。 在塑料加工行業(yè)中，DLC基抗粘附涂層和CrN涂層用途極廣。避免讓塑料沉積在擠壓或壓鑄工具上不僅能夠降低清潔與維護(hù)成本，同時(shí)還能顯著地提升產(chǎn)品質(zhì)量。.顯著的冷凝滴水，例如在換熱器中發(fā)生的冷凝滴水使更高的傳熱系數(shù)成為可能，從而進(jìn)一步提升其工作效率。SICON®層將允許其熱流密度比薄膜冷凝所能達(dá)到的程度高出一個(gè)量級(jí)。這種涂層系統(tǒng)額外帶來(lái)的抗結(jié)垢效應(yīng)還可以減少、甚至防止碳酸鈣沉淀的產(chǎn)生。圖1：水蒸氣在一臺(tái)冷卻換熱器表面

56、上的冷凝滴水圖2：在使用不同DLC涂層的情況下，冷卻表面的熱傳遞密度圖3：金屬熱傳遞表面的結(jié)垢特性曲線（資料來(lái)源：布朗施威格工業(yè)大學(xué)，化學(xué)與熱過(guò)程工程研究所）。表：以特氟綸®涂層作為參照，各種不同的改良型DLC層表面能值概覽25.-激光聲波對(duì)表面的無(wú)損測(cè)量技術(shù)概述 LAwave® 是一個(gè)測(cè)量設(shè)備。 通過(guò)發(fā)射激光脈沖,在物體表面形成聲波, 對(duì)涂層和材料表面進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。該設(shè)備通過(guò)測(cè)量表面聲波的傳播速率, 將測(cè)量結(jié)果以“色散曲線”形式進(jìn)行表示, 該“色散曲線”形狀由彈性模量（楊氏模量）、密度以及涂層厚度決定。材料表面微結(jié)構(gòu)的梯度變化, 特別是沒(méi)有涂層的加工層梯度變化也可以測(cè)量。 該設(shè)備具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。可以測(cè)量硅片表面納米級(jí)涂層的厚度。被測(cè)表面涂層可以像聚合物一樣軟也可以像金剛石一樣硬。通過(guò)調(diào)節(jié)表面聲波的頻率范圍還可以檢測(cè)粗糙表面的熱涂涂層。 彈性模量是一個(gè)需要特別關(guān)注的參數(shù)。它決定了涂層材料的機(jī)械性能。材料的原子間鍵合越強(qiáng)，彈性模量越高。因此，材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)可以通過(guò)彈性模量變化對(duì)其進(jìn)行無(wú)損測(cè)量。微缺陷和孔隙導(dǎo)致材料內(nèi)部缺少鍵合，進(jìn)而降低彈性模量。據(jù)此可以確定缺陷密度